【摘 要】
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三维集成采用硅直通孔（Through-Silicon Via,TSV）实现堆叠式互连,满足高速低功耗的需求,成为延伸摩尔定律的突破性技术。然而,利用TSV纵向传输增加了系统的串扰噪声,影响了通信可靠性。本篇论文将基于上述问题提出两种抑制噪声算法,利用Ground TSV对信号TSV对进行隔离。提出改进的Liu算法,运用最优化算法优化TSV插入的位置和TSV数量。随后提出基于信号TSV重映射排布编码
【基金项目】
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国家自然科学基金“基于高可靠链路设计的3D NoC系统通信关键技术研究”（编号 61176037）；
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三维集成采用硅直通孔（Through-Silicon Via,TSV）实现堆叠式互连,满足高速低功耗的需求,成为延伸摩尔定律的突破性技术。然而,利用TSV纵向传输增加了系统的串扰噪声,影响了通信可靠性。本篇论文将基于上述问题提出两种抑制噪声算法,利用Ground TSV对信号TSV对进行隔离。提出改进的Liu算法,运用最优化算法优化TSV插入的位置和TSV数量。随后提出基于信号TSV重映射排布编码方案。利用信号传输的时间局部性和空间局部性,选取某些信号TSV作为屏蔽TSV。通过推导3×3TSV簇的串扰电容模型,将传输不同Pattern时的串扰电容进行分类,从而量化每种串扰电容组合下的延迟时间和误码率。提出串扰指数和未受屏蔽指数来描述TSV重布局的屏蔽效果。采用多基因遗传算法（NSGA-II）对受串扰指数与未受屏蔽指数两个因子进行优化,得到信号TSV重布局的最优解集。应用基于SPEC2006的Trace对算法效果进行评估。结果表明方案在提高TSV利用率的同时,最差Pattern减少28.8%,平均传输时间减少14.8%。最后在硬件层面设计和实现了基于阈值的TSV重映射排布编码算法。将目标电路扩展为三维电路,利用实际传输信号验证算法电路并进行资源评估。
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